Теплотехнические расчеты вращающейся печи для обжига цементного клинкера по сухому способу

Содержание

Введение

1.    Обоснование выбора теплового агрегата.

2.    Патентный поиск.

3. Краткое описание конструкции и работы агрегата.

4. Расчёт горения топлива.

5. Составление теплового баланса.

6. Расчёт удельного расхода топлива.

7. Расчёт необходимого напора в агрегате.

8. Подбор тягодутьевого оборудования.

9. Правила безопасной эксплуатации, охрана труда и окружающей         среды.

10. Заключение.

11. Список использованных источников.

Введение

Создание прогрессивных технологий с минимальными затратами материальных и энергетических средств – одна из главнейшихых задач всех отраслей народного хозяйства, в том числе и строительной индустрии, к которой относится и производство строительных материалов и изделий. Большие объёмы строительства, которые наметил наш президент Н.А. Назарбаев, требуют резкого роста производства строительных материалов и изделий, а также больших капиталовложений. Поэтому важнейшей задачей является изыскание путей снижения затрат.

Одной из основных составных частей технологии строительной индустрии является тепловая обработка, на которую затрачивается около 30% стоимости производства строительных материалов и изделий. Кроме того, тепловая обработка потребляет около 80% от расходуемых на весь производственный цикл топливно-энергетических ресурсов. Таким образом, создание экономических тепловых процессов, позволяющих получать изделия отличного качества с минимальными затратами топлива и электроэнергии, даст возможность существенно уменьшить капиталовложения в сферу строительства.[1]

По этому поводу при поддержке комитета по строительству Министерства индустрии и торговли Казахстана и республиканской Ассоциации производителей цемента и бетона ее организаторами выступили казахстанская компания "Восток-цемент" и российские фирмы "Бизнесцем", "Валев". В южной столице Казахстана собрались более ста делегатов, представляющих ведущие казахстанские, российские и международные цементные компании, среди которых крупнейшие производители цемента из России "Евроцемент" и Интеко, международные холдинги Heidelbergcement, Lafarge, представители заводов из стран СНГ, предприятий-производителей оборудования для цементной промышленности, ученые и государственные чиновники. В течение двух дней участники центрально-азиатского цементного форума обсуждали наиболее актуальные проблемы отрасли, вопросы модернизации и реконструкции предприятий, возможности использования новых технологий в производстве продукции. На конференции также были представлены доклады о ситуации в мировой цементной промышленности, ее состоянии на локальных рынках - в России, Казахстане, Азербайджане и Узбекистане.

По словам казахстанских участников конференции, большое внимание в работе форума было уделено проблемам развития цементной отрасли РК. Несмотря на то, что в Казахстане работают, пять цементных заводов, и объемы их производства ежегодно растут, они не могут обеспечить потребности внутреннего рынка.

По словам председателя правления ОАО "Восток-Цемент" Константина Морозова, за период с 2001 года доля импорта цемента в Республике возросла с 16 до 25%, при этом его производство увеличилось с почти 1,7 млн. тонн за 2001 год до порядка 2 млн. тонн за 8 месяцев 2004 года. Темпы роста строительства в Казахстане обуславливают темпы роста потребления цемента, как основного строительного материала. Предполагается, что до конца 2004 года потребление цемента в республике достигнет 4 млн. тонн, - считает К. Морозов.

Кроме того, в рамках республиканской программы жилищного строительства планируется увеличение объемов строительства жилья до 4 млн. квадратных метров ежегодно. При этом объем потребления цемента в период с 2004 по 2009 годы увеличится до 7,2 млн. тонн. Широкое представительство стран-участниц на форуме предполагает всесторонний подход к проблеме развития цементной отрасли РК - от увеличения поставок до предложений по реконструкции цементного производства, - говорят отечественные производители. В то же время, в уходящем году цементная промышленность России продолжит наращивать объемы производства, опережая темпы роста 2003 года (согласно расчетам экспертов компании "Евроцемент", в этом году в РФ будет выпущено около 45 млн. т. цемента.). За I полугодие рост составил 115,1% к аналогичному периоду прошлого года, за 8 месяцев - 112,3%. Такие данные приводились в докладе "Союза производителей цемента России" "О предварительных итогах работы отрасли в 2004 году.[2]

Современное состояние цементной отрасли, говорилось на конференции, характеризуется рядом показателей, отрицательно влияющих на эффективность работы предприятий. Это высокая энергоемкость, определяемая не только способом изготовления (превалирует "мокрый" способ), но с технически отсталым оборудованием. Низкая рентабельность производства и незначительные амортизационные отчисления не позволяют осуществлять собственное инвестирование и своевременно производить техническое перевооружение и качественный ремонт существующего оборудования. Очень высока степень изношенности основных фондов, отстает база отечественных машиностроительных предприятий. Нерешенность всех этих проблем вызывает у отраслевых руководителей, специалистов опасение, что в ближайшем будущем может возникнуть дефицит цемента.

1. Обоснование выбора теплового агрегата

Создание прогрессивных технологий с минимальными затратами материальных и энергетических средств – одна из главнейших задач всех отраслей народного хозяйства, в том числе и строительной индустрии, к которой относится и производство строительных материалов и изделий.

Большие объёмы строительства, намеченные президентом в Республике, требуют резкого роста производства строительных материалов и изделий, а также больших капиталовложений. Поэтому важнейшей задачей является изыскание путей снижения затрат.

Одно из таких изысканий –  это производство цемента по сухому способу. Главное преимущество, которого является низкий расход топлива,  высокая производительность печи и меньшие габаритные размеры вращающейся печи, а следовательно меньшая металлоемкость печи.

В данном проекте разработана печь по сухому способу производства с циклонными теплообменниками так как, печная установка с циклонными теплообменниками проще по конструкции и надёжнее в эксплуатации, чем печи с конвейерными кальцинаторами.

Задание на проведение патентного исследования

Студенту факультета______________курса_____________группы____________

(фамилия имя отчество)

Тема дипломного (курсового) проекта_________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Предмет поиска____________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Глубина поиска_____________________________________________________

Страны поиска _____________________________________________________

Индексы классификации_____________________________________________

Источники информации______________________________________________

_________________________________________________ _________________

Установленный срок завершения работы____   __________________________

Руководитель дипломного

(курсового) проекта              ________________       ____________________

                                                        (подпись)                        (ф.и.о.)

Студент                             _    __      _________           ___________________                                                          (подпись)                             (ф.и.о.)

Патентовед                               __________________                  __________________                                                   (подпись)                                (ф.и.о.)                

3. Краткое описание конструкции и работы агрегата

Вращающаяся печь (трубчатая печь, барабанная печь), промышленная печь цилиндрической формы с вращательным движением вокруг продольной оси, предназначенная для нагрева сыпучих материалов с целью их физико-химической обработки. Вращающиеся печи различают: по принципу теплообмена — с противотоком и с параллельным током газов и материала; по способу передачи энергии — с прямым, косвенным (через стенку муфеля) и комбинированным нагревом обрабатываемого материала. По назначению различают вращающиеся печи для спекания шихт в производстве глинозёма, получения цементного клинкера, окислительного, восстановительного, хлорирующего обжига, прокалки гидроокиси алюминия, кокса, карбонатов, сульфатов и др., обезвоживания материалов, извлечения цинка и свинца (вельц-печи), получения железа или сплавов цветных металлов их прямым восстановлением из руд в твёрдой фазе (кричные печи), обжига огнеупорного сырья и др.

  Основными являются вращающиеся печи, в которых сжигается пылевидное, твёрдое, жидкое или газообразное топливо непосредственно в рабочем пространстве печи и греющие газы движутся навстречу обрабатываемому материалу. Металлический барабан, футерованный огнеупорным кирпичом, устанавливают под небольшим углом к горизонту на опорные ролики. В ряде случаев диаметр барабана делают переменным по длине. Барабан приводят во вращение (1—2 об/мин) электродвигателем через редуктор и открытую зубчатую передачу. Шихту загружают со стороны головки. Сухую шихту подают механическими питателями, а шихту в виде пульпы — наливом или через форсунки. Топливо (10—30% от массы шихты) вводят через горелки (форсунки), помещённые в горячей головке. Здесь же выгружают готовый продукт, направляемый в холодильник. Газы из вращающиеся печи очищают от пыли (возгонов) в системе. Для улучшения условий теплопередачи во вращающиеся печи встраивают различные теплообменные устройства — перегребающие лопасти, полки, цепные завесы, насадки и т.д. С этой же целью в ряде случаев футеровку печей выполняют сложной формы, например ячейковой. Основные размеры вращающиеся печи варьируются в значительных пределах: длина от 50 до 230 м, а диаметр от 3 до 7,5 м. Производительность вращающейся печи достигает 150 т/ч (готового продукта). Наблюдается тенденция к соединению вращающиеся печи с различными теплообменными аппаратами, что позволяет при повышении технико-экономических показателей работы печей уменьшать их размеры.

 

рис.1. Схема вращающейся печи.

Вращающаяся печь (рис.1), состоит из цилиндрического корпуса 1, опирающего­ся через бандажи 2 на опорные ролики 3. Корпус имеет уклон 3,5—4% и вращается со скоростью 0,5—1,2 об/мин. Привод пе­чи двойной и состоит из двух электродвигателей 4, двух редукторов 5, двух подвенцовых шестерен и одного венцового коле­са 6.

В середине печи, на одной из ее опор, устанавливается пара роликов (горизонтально) для контроля за смещением печи вдоль оси (вниз или вверх). Вспомогательный привод включается в ра­боту при ремонтах печи, в период розжига и остановки, когда печь должна вращаться медленно. Сырьевая мука подается в питательную трубу 7 при помощи ковшовых или объемных дозаторов, на­ходящихся у холодного конца печи. Со стороны головки 8 в печь подается топливо и воздух; в результате сгорания топлива по­лучаются горячие газы, поток которых направлен от горячего конца печи к холодному—навстречу движущемуся материалу. Для улучшения теплопередачи и обеспыливания газов внутри печи в холодном ее конце размещается цепной фильтр-подогре­ватель 9. Пыль, уловленная за печью в результате газоочистки, возвращается обратно в печь. Она транспортируется пневмонасосом в бункер, а из него при помощи периферийного загружателя 10 направляется в полую часть пе­чи, со стороны горяче­го конца. Клинкер охлаждается в колосниково-переталкивающем холодильнике 11. На печах кор­пус оборудован центральной системой смазки 12.

4. Расчёт горения топлива

В справочнике находим состав заданного вида топлива на горючую массу и влажность рабочей массы топлива (WP).  Топливо – мазут М–40.

Таблица-1: состав мазута М – 40, в %

СГ

НГ

SГ

NГ

OГ

AР

WР

QнР кдж/кг

87,4

11,2

0,5

0,4

0,5

0,2

3

39440

Мазут сжигается с коэффициентом расхода воздуха a=1,2. Топливо, идущее для горения, предварительно подогревается до 60оС.

Пересчёт содержания компонентов топлива:

СР = 0,01 · 87,4 · (100 – 0,2 – 3) = 86,963 %

ОР = 0,01 · 0,5 · (100 – 0,2 – 3) = 0,498 %

SP = 0,01 · 0,5 · (100 – 0,2 – 3) = 0,498 %

НР = 0,01 · 11,2 · (100 – 0,2 – 3) = 11,144 %

NР = 0,01 · 0,4 · (100 – 0,2 – 3) = 0,398 %

Теплотворная способность топлива:

QнР=(339·86,963+1030·11,144–108,9·(0,498–0,498–25·3)= 41029,657 кДж/кг.

Теоретически необходимый для горения расход сухого воздуха:

LO =(0,0889·86,963+0,265·11,144–0,0333·(0,498–0,498)= 10,684 нм3/кг

Теоретически необходимый для горения расход сухого воздуха:

L1O =(1+0,0016·10)·10,684=10,85 нм3/кг

Действительный расход сухого воздуха с учётом коэффициента расхода воздуха:  Lα = 1,2·10,684=12,821 нм3/кг

Действительный расход влажного воздуха:

L1α = (1+0,0016·10) ·12,821=13,026 нм3/кг

Объём дымовых газов, полученных при сжигании топлива рассчитывается по следующим формулам:

Vco2 = 0,01855·86,963=1,613 нм3/кг

Vн2о = (0,112·11,144+0,0124·(3+0)+0,0016·10·12,821=1,49 нм3/кг  

Vso2 = 0,007·0,498=0,003 нм3/кг

VN2 = (0,79·12,821+0,008·0,398)=10,132 нм3/кг

Vo2 = 0,21· (1,2–1)·10,684=0,449 нм3/кг

Суммарный объём дымовых газов:

Vα = (Vco2+ Vн2о+ Vso2+ VN2+ Vo2)=13,687 нм3/кг

Процентное содержание дымовых газов:

Рco2 = 100·1,613/13,687=11,785 %

Рн2о = 100·1,49/13,687=10,88 %

Рso2 = 100·0,003/13,687=0,022 %

РN2 = 100·10,132/13,687=74,026 %

Рo2 = 100·0,449/13,687=3,28 %

Масса топлива принимается равной МТ=100 кг.

Масса кислорода: Мo2 = 100·0,21·12,821·1,429=384,7 кг

Масса азота: МN2 = 100·0,79·12,821·1,251=1267,0 кг

Масса водяных паров: Мн2о = 100·0,0016·10·12,821·0,804=16,49 кг

Общая масса приходной части: Мпр = (100+384,7+1267+16,49)=1768,19 кг

Масса золы: Мз = АР кг

Масса дымовых газов (продуктов горения) складывается из масс двуокиси углерода, двуокиси серы, водяных паров,  азота и кислорода:

Мco2 = 100·1,613/1,977=318,89 кг

Мн2о = 100·1,49/0,804=119,79 кг

Мso2 = 100·0,003/2,852=0,855 кг

МN2 = 100·10,132/1,251=1267,51 кг

Мo2 = 100·0,449/1,429=64,162 кг

Общая масса расходной части:

Мрасх = (Vco2+ Vн2о+ Vso2+ VN2+ Vo2) = 1771,4 кг

Абсолютная невязка: Nабс = (1768,19 – 1771,4) = –3,21 кг

Невязка в процентах: Nпр = 100·(–3,21)/1768,19 = –0,181542 %

Теплоёмкость сухого воздуха (СВОЗ.СУХ 1) и водяных паров (СН2О) при температуре первичного воздуха (t1) методом интерполяции:

Теплоёмкость сухого воздуха (СВОЗД.СУХ 2) и водяных паров (СН2О) при температуре вторичного воздуха (t2) методом интерполяции: 

Теплосодержание жидкого топлива:

Теплосодержание продуктов горения (кДж/Нм3):

Теплосодержания продуктов горения (кДж/нм3):

Разность температур (Δt) между калориметрической температурой горения топлива и более низкой температурой продуктов горения (t К1):

Калориметрическая температура горения топлива:

tк = (2100 + 74,536) = 2174,5360 С

Теплосодержание продуктов горения, соответствующее действительной температуре горения топлива:

Iq = 3617,561 · 0,75 = 2713,170 кДж/нм3

tq1 = 16000 C.

tq2 = 17000 C.

Теплосодержание продуктов горения топлива при необходимой температуре горения (tP = 16500 C):

Ip=(3822,62·11,785+3992,7·0,022+3047,58·10,88+2356,5·74,026+2494,28·3,28) = 45045,334 кДж/нм3

Теплосодержание воздуха при необходимой температуре горения (кДж/нм3):

Дополнительное количество воздуха для смешения с продуктами горения топлива (нм3/кг):

Общее количество воздуха, идущего на горение и смешение с продуктами горения топлива:

L11α = ( 13,026 + 0,4578 ) = 13,483 нм3/кг

Общий коэффициент расхода воздуха: α =13,483/10,85 = 1,242

Влагосодержания разбавленных продуктов горения (dР.Г):

V1co2 = Vco2  нм3/кг                     V1so2 = Vso2 нм3/кг

V1н2о = (0,112·11,144+0,0124·3+0,0016·10·1,242·10,684) =1,497 нм3/кг  

V1N2 = (0,79·1,242·10,684+0,008·0,398)=10,486 нм3/кг

V1o2 = 0,21· (1,242–1)·10,684=0,5429 нм3/кг

Влагосодержание разбавленных продуктов горения топлива:

г (водяных паров) на кг (сухого воздуха).

5. Составление теплового баланса

Эффективность использования топлива во вращающейся печи определяется в основном тремя факторами: полнотой горения топлива, глубиной охлаждения топочных и технологических газов и количеством потерь тепла корпусом печи в окружающую среду. На основании теплового баланса распределяется тепло, вносимое в печь, на полезно используемые и тепловые потери. Его выражают в единицах тнпла, отнесённых к единице продукции (кДж/кг клинкера). Составлению теплового баланса предшествует расчёт в весовых количествах всех химических и физических превращений веществ, соотношение которых представляет собой материальный баланс процесса.

 Расход

Расход сухого сырья с учётом безвозвратного уноса:

Расход сырьевой муки:

Действительный расход сухого воздуха: Lα=12,821 нм3/кг

 Приход

Выход клинкера – 1,00 кг.

Выход технологической углекислоты:

Выход уноса:

Выход отходящих газов из топлива:

VО.Г. =1,626+0,0034+9,311+0,224+1,26=12,424 нм3/кг

GО.Г. = 3,214+0,0102+11,639+0,32+1,0147=16,198 кг/кг

Сводные данные по материальному балансу:

Расход

№        п/п

Наименование статьи

кг/кг   клинкера

1

Расход топлива хТ

0,137

2

Расход топлива Gcw

1,004

3

Практический расход воздуха Gв

1,756

4

Расход влаги воздуха, Gw

0,007

                                         Всего расход

2,907
Приход

№        п/п  

Наименование статьи

кг/кг   клинкера

1

Выход клинкера

1

2

Выход углекислого газа,

0,3539

3

Выход физической воды, сырья,

0,001

4

Выход уноса сырья,

0,00243

5

Выход отходящих газов Gо.г.

2,22

6

Невязка баланса, G

0,666

                                          Всего приход

3,5739

6. Расчёт удельного расхода топлива и тепла (кДж/кг клинкера)

 Приход

 Тепло производительность топлива:

Физическое теплосодержание топлива:

Теплосодержание сырьевой муки:

Теплосодержание первичного воздуха:

Сумма приходных статей теплового баланса:

 Расход

Теоретический расход тепла: qТ = 1697,22 кДж/кг клинкера.

Потери тепла с отходящими газами:

Qкл = 1,062 ∙ 900 = 955,8 кДж/кг клинкера.

Потери тепла с безвозвратным уносом пыли:

QУН = GУН ∙ СУН ∙ tОГ  = 0,00243 ∙1,05 ∙ 900 = 2,296 кДж/кг клинкера

Потери тепла в окружающую среду: QО.С. = 4572,24кДж/кг клинкера

Расход тепла на дегидратацию и декарбонизацию уноса:

Сумма расходных статей теплового баланса, (кДж/кг клинкера):

Qрасх =1697,22+3447,4хТ+68,3+955,8+2,296+0,796+4572,24=3447,4хТ+7296,65

Уравнение теплового баланса

Qприх = Qрасх = 49674,616хТ + 959,623 = 3447,4хТ +7296,65

Удельный расход топлива:

Удельный расход тепла: q=хТ∙QНР =0,137∙39440=5403,28 кДж/кг клинкера

Сводные данные по тепловому балансу:

Приход тепла

№        п/п  

Наименование статьи

кДж/кг   клинкера

%

1

Теплопроизводительность топлива, q

5403,28

69,584

2

Теплосодержание топлива, QФТ

0,111

0,001

3

Теплосодержание сырьевой муки  Qм

959,623

12,358

4

Теплосодержание первичного воздуха, QВ1

0,00243

18,055

                                          Всего приход тепла

7765,04

100
Расход тепла

№        п/п   

Наименование статьи

кДж/кг   клинкера

%

1

Теоретический расход тепла, q

1697,22

21,846

2

Потери тепла с отходящими газами, Qо.г.

540,5938

6,958

3

Потери тепла с безвозвр. пылеуносом, Qун

2,296

0,029

4

Расход тепла на декарбониз. пылеуноса, Qундек

0,796

0,029

5

Расход тепла в окружающую среду, Qо.с.

4572,24

58,853

6

Потери тепла с материалом, Qм

955,8

12,302

7

Невязка баланса, ∆Q

-3,806

-1,003

                                                Всего расход тепла

7768,846

100

                                                    

Тепловой баланс колосникового холодильника (кДж/кг клинкера)

Приход

Теплосодержание клинкера, поступающего в холодильник: Qкл = 955,8 кДж/кг

Теплосодержание воздуха: Qв = 12,821 × 0,7 × 1,30 × 20 = 233,485 кДж/кг

Общее количество тепла поступающего в холодильник:

åQпол = 955,8 + 233,485 = 1189,285 кДж/кг

Расход

Теплосодержание клинкера, выходящего из холодильника:

Q1кл = 1,062 × 90 = 95,58 кДж/кг

Теплосодержание вторичного воздуха:

Q1в = 12,821 × 1,389 × 800 × 0,137 = 1300,25 кДж/кг

Удельное количество теплоты теряемой в окружающую среду:

Qо.с. = 3,6 × 2,94 × (900 – 20) ×52,02 / 3600 = 134,677 кДж/кг

Общее количество теплоты:åQпол = 95,58 + 1300,25 + 134,67 = 1530,5 кДж/кг

 

Приход

1

Qкл                                         955,8

2

Qв                                          233,48

                            Всего:       1189,28  

Расход

1

  Q1кл                                         95,58

2

 Q1в.в                                      1300,25 

3

Q1о.с.                                      134,67

4

  DQ невязка                             233,48

5

                            Всего:           1530,5

Тепловой баланс циклонных теплообменников (кДж/кг клинкера)

Приход

Теплосодержание загружаемого сырья: Qм = 1,004 × 20 × 1,308 = 26,264 кДж/кг

Теплосодержание отработанных газов: Qо.г. = 2610,347 кДж/кг

Всего приход: åQприх = 26,264 + 2610,347 кДж/кг

Расход

Расход тепла на подогрев сухого сырья: Qс = 1,004 × 900 × 1,389 = 1255 кДж/кг

Теплосодержание отработанных газов: Q1о.г.=3447,4 × 0,137 + 68,3 = 540,6 кДж/кг

Теплосодержание физической влаги сырья: Qфв = 2,507 кДж/кг

Потери тепла с уносом: Qун = 0,00243 ×1,05 × 900 = 2,296 кДж/кг

Потери тепла через корпус в окруж. среду: Qо.с. = 0,3 ×135,6 ×4,2 = 170,9 кДж/кг

Всего расход: Qрасх = 1255,1+540,6+170,9+2,507+2,296 = 1971,412 кДж/кг

Приход

1

Qкл                                         26,264

2

Qв                                       2610,347

                           Всего:       2636,611  

Расход

1

  Qс                                           1255,1

2

 Qо.с.                                 170,919 

3

Q1о.г.                                      540,59

4

  Qфв                                          2,507

5

  Qун                                          2,296

6

  DQ невязка                             665,19

                            Всего:        1971,412

7. Расчёт необходимого напора в агрегате

м/ч

2

3

4

5

6

7

12

14

15

16

V1 = 6321  V2 = 6750

8х1х1

2х1

25х4

35х4

3х3х3

5х0,5

10х0,5

4х0,5

2х0,5

40,1,3

                                                     

Аэродинамические сопротивления: x трения = 0,05, aсадки = 0,35, x местное при поворотах = 0,8 ¸ 1,5, x местное при сужении = 0,45.

Плотности: rвоздуха = 1,293 кг/м3, rгаза = 1,33 кг/м3.

Температуры по участкам: t0воздуха = 200С; t02 = 5000С;  t03,t06,t07  = 9000С;     t04  = 14000С, t05 = 13000С, t012, t013, t014 = 2500С, t015, t016 = 2000С.

Потери напора на трение:

Местные потери напора:

Геометрические потери напора:

 

Потери напора на садку:

где: l – длинна дымового кирпичного канала до дымососа, м.

       d – приведённый диаметр, м.

       z - коэффициент шероховатости.

       a - коэффициент на садку.

       F – площадь поперечного сечения канала, м.

       Р – периметр поперечного сечения канала, м.

       r - плотность дымовых газов, кг/м3.

       g – ускорение свободного падения тела, м/с2.

       tВ – температура воздуха, 0С,

       tГ  - температура дымового газа, 0С,  

H2 = hTP + hМ + hСАД = 0,281 + 1,127 + 0,507 = 1,915 Па

              

-------------------------------------------------------------------------------------------

Н3 = hTP + hМ + hГЕОМ + hСАД =1,381+14,20+4,96+(-7,396)=13,145 Па

    

       ------------------------------------------------------------------------------------------

Н4 = hTP + hМ + hСАД = 0,0242 + 0,062 + 0,028 = 0,114 Па

    

-----------------------------------------------------------------------------------------

Н5 = hTP + hМ + hСАД = 0,032 +0,058 +0,026 = 0,116 Па

----------------------------------------------------------------------------------------

Н6 = hTP + hМ + hСАД = 0,425 + 1,276 + 0,764 = 2,465 Па

             

-------------------------------------------------------------------------------------

Н7 = hTP + hМ + hГЕОМ = 86,02 + 266,9 + (-87,86) = 265,06 Па

  

--------------------------------------------------------------------------------------

Участки Н8=10, Н9=10, Н10=13, Н11=35, Н13=13 берём из Таблицы 8, [1]

--------------------------------------------------------------------------------------------

Н12 = hTP + hМ + hГЕОМ = 76,49 + 118,69 + 50,49 = 245,6 Па

---------------------------------------------------------------------------------------

Н14 = hTP + hМ + hГЕОМ = 30,67 +89,25 + 20,17 = 749,505 Па

---------------------------------------------------------------------------------------------

Н16 = hTP + hМ = 13,87 + 53,81 = 67,68 Па

--------------------------------------------------------------------------------------

Н17 = hTP + hМ + hГЕОМ = 3,93 + 1,99 + (-171,47) = - 165,5 Па

  

åh = 651,685 Па

Расчёт необходимого напора в агрегате:

Н = (1,2…..1,4)× åh = 1,3 × 651,685 = 847,19 Па

8. Подбор тягодутьевого оборудования

Полный расчётный напор вентилятора: Нр = 847,19/2 = 423,59 Па

Объёмный расход дымовых газов: Vпр = 6321 м3/ч    

По Приложению 2 [9] подбираем центробежный вентилятор N = 6. hВ = 0,60.

А = 3500.

Определяем мощность на валу электродвигателя вентилятора:

Nв = Vпр×Hр/(3600×1000×hВ×hп = 6321×423,59/3600×1000×0,6×0,98=1,265 кВт

Установочная мощность электродвигателя: Nу = К×Nв = 1,2×1,265 = 1,52 кВт

Полный расчётный напор вентилятора: h = A/ Nв = 3500/1,265 = 2766,8 Па.

Полный расчётный напор вентилятора: Нр = 847,19/2 = 423,59 Па

Объёмный расход дымовых газов: Vпр = 6750 м3/ч    

По Приложению 2 [8] подбираем центробежный вентилятор N = 6. hВ = 0,61.

А = 3700.

Определяем мощность на валу электродвигателя вентилятора:

Nв = Vпр×Hр/(3600×1000×hВ×hп = 6750×423,59/3600×1000×0,61×0,98=1,33 кВт

Установочная мощность электродвигателя: Nу = К×Nв = 1,2×1,33 = 1,6 кВт

Полный расчётный напор вентилятора: h = A/ Nв = 3700/1,33 = 2782 Па.

9. Правила безопасной эксплуатации, охрана труда и окружающей среды

При большой насыщенности предприятий цементной промышленности сложными механизмами и установками по добыче и переработке сырья, обжигу сырьевых смесей и измельчению клинкера, перемешиванию, складированию и отгрузке огромных масс материалов, наличию большого количества электродвигателей, особое внимание должно уделяться созданию благоприятных условий для безопасной работы трудящихся. Организацию охраны труда следует осуществлять в полном соответствии с «Правилами по технике безопасности и производственной санитарии на предприятиях цементной промышленности».

 Поступающие на предприятие рабочие должны допускаться к работе только после их обучения безопасным приемам работы и инструктажа по технике безопасности. Ежеквартально необходимо проводить дополнительный инструктаж и ежегодное повторное обучение по техники безопасности непосредственно на рабочем месте. Во время работы необходимо соблюдать все правила использования технологического оборудования, соблюдать правила безопасной эксплуатации транспортных средств, тары и грузоподъемных механизмов, соблюдать указания о безопасном содержании рабочего места. В аварийных ситуациях необходимо неукоснительно выполнять все правила регламентирующие поведение персонала при возникновении аварий и ситуаций, которые могут привести к авариям и несчастным случаям. По окончании работы должно быть выключено все электрооборудование, произведена уборка отходов производства и другие мероприятия, обеспечивающие безопасность.

 На действующих предприятиях необходимо оградить движущиеся части всех механизмов и двигателей, а также электроустановки и площадки. Должны быть заземлены электродвигатели и электрическая аппаратура.

 Большая задымленность на заводах ликвидируется при накладке аспирационных систем, установки очистных систем (их герметичность). В задымленных местах рабочие должны применять средства защиты от пыли.

 Перед началом работы необходимо проверить исправность оборудования, приспособлений и инструмента, ограждений, защитного заземления, вентиляции.

     Агрегат на котором работают люди, должен быть оснащен необходимыми предупредительными  плакатами, оборудование должно иметь соответствующую окраску, должна быть выполнена разметка проезжей части. В качестве заземляющих проводников применяют полосовую или круглую сталь, прокладку которых производят, открыто по конструкции здания на специальных опорах.  Заземлительное оборудование присоединяется к магистрали заземления параллельно отдельными проводниками.

10. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте были сделаны теплотехнические расчеты вращающейся печи 4х60м  для обжига цементного клинкера по сухому способу. В качестве топлива использован мазут М40. Теоретическое тепло реакции клинкерообразования 1697,22 кДж/кг кл. Удельный расход топлива на обжиг клинкера 0,137 кг/кг кл. Удельный расход тепла на обжиг клинкера 5423,28 кДж/кг кл. Технологический КПД печи 42,7 %. Тепловой КПД печи 71,8 %.

Литература

1.     Воробьёв Х. С., Мазурова Д. Я., Теплотехнические расчёты цементных печей и аппаратов, М. Высшая шкала 1962 г.

2.     Интернет сайт: www.ossr.ru. Хlll международная конференция «Цементная промышленность и рынок»

3.     Ю.М. Бутт, М. М. Сычёв, В. В. Тимашев «Химическая технология вяжущих материалов» М. Высшая школа 1980 г.

4.     Левченко П. В. «Расчет печей и сушил силикатной промышленности» М., Высшая шкала 1968 г.

5.     Теплотехнические расчёты тепловых агрегатов в производстве вяжущих материалов  Б. 1986 г.

6.     Роговой М. И., Кондакова М. Н., Сагановский М. Н., Расчёты и задачи по теплотехническому оборудованию предприятий промышленности строительных материалов, М. Стройиздат 1975 г.

7.     Перегудов В. В., Роговой М. И., Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей, М., Стройиздат 1983 г.

8.     Вальберг Г. С., Глозман А. А., Новые методы теплового расчёта и испытания вращающихся печей, М., Стройиздат 1973 г.

9.     Методическое пособие. Теплотехника и теплотехническое оборудование технологии строительных материалов и изделий, КазХТИ, Шымкент 1993 г.